Cuprum

МEДЬ.

_Введение.

Мідь (лат.Cuprum) — хімічний елемент. Одне з семи металлов, из;

вестных з глибокої давнини. За деякими археологічним даним ;

мідь була відома єгиптянам за 4000 років до Р.Хр. Знакомс;

тво людства з міддю належить до більш ранньої эпохе, чем з железом;

це пояснюється з одного боку частішим перебуванням міді в сво;

бодном состаянии лежить на поверхні землі, з другого — порівняльної лег;

кісткою отримання їх із сполук. Давня Греція і Рим отримували медь.

з острова Кіпру (Cyprum), откуда і назву її Cuprum. Особливо важна.

мідь для электротехники.

По електропровідності мідь посідає друге місце серед усіх ме;

таллов, після срібла. Однак у наші дні в усьому світі электрические.

дроти, куди раніше йшла майже половину виплавленої меди,.

дедалі більше роблять із аллюминия. Він гірше проводить струм, але легше й доступ;

неї. Мідь ж, як і ще кольорові метали, стає дедалі де;

фицитнее.Если о 19-й в. мідь добувалася з руд, де утримувалося 6−9%.

цього елемента, той зараз 5%-ные мідні руди вважаються дуже богатыми,.

а промисловість багатьох країн переробляє руди, у яких всего.

0,5% меди.

Мідь входить у життєво важливих мікроелементів. Вона участвует.

у процесі фотосинтезу і засвоєнні рослинами азоту, сприяє син;

тезу цукру, білків, крохмалю, вітамінів. Найчастіше мідь вносять в.

грунт як пятиводного сульфату — мідного купоросу. У значительных.

кількостях він уїдливий, як і ще сполуки міді, особенно.

для нижчих організмів. У малих ж дозах мідь цілком необходима.

всьому живому.

_Хімічні і її фізичне властивості элемента, определяющие його миграцию.

Мідь — хімічний елемент I групи періодичної системи Менделее;

ва;атомный номер 29, атомна маса 63,546. По геохимической классифи;

кации В. М. Гольдшмидта, медь належить до 6халькофильным 0элементам з вы;

соким спорідненістю до S, Se, Te, котрий обіймав висхідні частини на кривою атом;

ных обсягів; вони зосереджено нижньої мантії, утворюють сульфидноок;

сидную оболонку. Халькофилы мають іони з 18-электронной оболочкой.

(як і Zn, Pb, Ag, Hg, Sb і др.).

Вернадським у першій половині 1930 р було проведено дослідження из;

менения ізотопного складу води, що до складу різних минералов,.

й досліди розділення ізотопів під впливом біогеохімічних процес;

сов, що й підтверджено наступними ретельними исследованиями.

Як елемент непарний і двох непарних ізотопів 63 і 65 На долю.

ізотопу Cu (63) доводиться 69,09%, процентний вміст ізотопу Cu.

(65) — 30,91%. У з'єднаннях мідь виявляє валентність +1 і +2,из;

вестны також нечисленні сполуки трехвалентной меди.

До валентності 1 ставляться лише глибинні сполуки, первичные.

сульфіди і мінерал куприт — Cu 42 0O. Решта мінерали, близько сотни.

відповідають валентності два. Радіус одноволентной міді +0.96, цьому отве;

сподівається і ек — 0,70.Величина атомного радіуса двухвалентной міді - 1,28;

іонного радіуса 0,80.

Дуже цікава величена потенціалів іонізації: на одне электро;

на — 7,69, обох — 20,2. Обидві цифри дуже великі, особливо вторая,.

показує велику труднощі відриву зовнішніх електронів. Одновалент;

ная мідь є равноквантовой і тому веде до безбарвним солей и.

слабко забарвленим комплексам, тоді як разноквантовя двох валентная.

мідь характеризується окрашенностью солей у поєднанні з водой.

Мідь — метал порівняно мало активний. У сухому повітрі й садити кисло;

роді при нормальних умов мідь не окислюється. Вона досить легко.

входить у реакції з галогенами, серой, селеном. І це з воднем, уг;

леродом і азотом мідь не взаємодіє навіть за високих температу;

рах. Кислоти, не які мають окислительными властивостями, на мідь не.

действуют.

Электроотрицательность атомів — здатність ніби беручи соеди;

нения притягати электроны. Электроотрицательность Cu 52+ 0- 984.

кДЖ/моль, Cu 5+ 0−753 кДж/моль. Елементи з різко різної ЭО образуют.

іонну зв’язок, а елементи з близькій ЭО — ковалентую. Сульфиды тяжелых.

металів мають проміжну зв’язок, із часткою ковалентної связи.

(ЭО у S-1571,Cu-984,Pb-733).Медь є амфотерным елементом — об;

роззує в земної корі катиони і аніони. За розрахунками Г. А. Голевой, в силь;

нокислых водах зони окислення мідних родовищ Cu перебуває у фор;

ме Cu 52+ 0(14−30%), CuHSO 44 5+ 0(1−25%), недиссоциированныой молекули Cu;

SO 50 44 0(70−90%).В лужних хлоридно-гидрокарбонатных водах зони востано;

вительных процесів Cu перебуває у формах CuCO 43 50 0(15−40%), Cu (CO 43)2 52;

(5−20%), Cu (OH) 5+ 0(5−10%).B кислих хлоридных водах нефтегазоносных.

структур переважає аніон Cu (OH) 43 5- 0(45−65%), хотя є і катионные.

формыCu 5+ 0(20−46%), CuCL 5+ 0(20−35%).

Деякі термічні властивості меди. Температура плавления-1083 C;

температура кипіння- 2595 C;плотность-8,98 г/см 53 0.

Середній вміст міді у різних геосферах.

в земної корі становить 5,5*10 5−3 0(вес %).

літосфері континентальної 2*10 5−3.

гранітній оболонки 3*10 5−3.

в живу речовину 3,2*10 5−4.

у морській воді 3*10 5−7.

хондриты 1*10 5−2.

ультраосновные 2*10 5−3.

(дуниты і др.).

основні 1*10 5−2.

(базальты, габбро і др.).

середні 3,5*10 5−3.

(диориты, андезиты).

кислі 2*10 5−3.

(граниты, гранодиориты).

лужні 5*10 5−4.

Середній вміст міді в осадових породах.

глини — 4,5*10 5−3.

сланці - 4,5*10 5−3.

пісковики — 0,1*10 5−3.

карбонатні породи — 0,4*10 5−3.

Середній вміст міді в глибоководних осадках.

известковистые — 3*10 5−3.

глинисті - 2,5*10 5−2.

Вывод:содержание міді більше коштів у основних породах, чем в кислых.

_Минералы.

Мідь входять більш як ніж у 198 мінералів, у тому числі для промышленнос;

ти важливі лише 17, преимущественно сульфидов, фосфатів, силикатов, кар;

бонатов, сульфатов. Головними рудними мінералами є халькопирит.

CuFeS 42 0, ковеллин CuS, борнит Cu 45 0FeS 44, 0халькозин Cu 42 0S.

Окисли: тенорит, куприт.

Карбонаты: малахит, азурит.

Сульфати: халькантит, брошантит.

Сульфіди: ковеллин, халькозин, халькопирит,.

борнит.

Чиста мідь — тягучии, вязкий метал червоного, зламі розового.

кольору, на вельми тонких шарах наскрізь мідь виглядає зеленовато-голу;

бій. Ці самі кольору, характерні і багатьох сполук міді, як в.

твердому состаянии, і у растворах.

Зниження забарвлення у разі підвищення валентності це випливає з наступних двух.

примеров:

CuCl — білий Cu 42 0O — красный.

CuCl 42 0+H 42 0O — блакитний CuO — черный.

Карбонаты характеризуються синім і зеленим кольором за умови содер;

жания води, ніж намічається цікавий практичний ознака для поис;

ков.

Практичне значення мають: самородна мідь, сульфіди, сульфосо;

ли, и карбонаты (силикаты).

С.С.Смирнов так характеризує парагенетические ряди меди:

при окислюванні сульфід — куприт + лимонит (цегляна мідна руда).

— мелаконит (смоляна мідна руда) — малахіт + хризоколла.

_Геохімія меди.

З наведеної характеристики іонів випливає общии тип міграції ме;

ді: слабка міграція іонів w=1 і дуже сильна — іонів w=2 із низкою до;

вільно легко розчинних солей галоидов і аниона (So 44 0); рівним образом.

осаждаемость завдяки активної поляризації ионами:

(Co 43 0); INSERT INTO `ref` (`id_predmet`, `name_predmet`, `id_ref`, `name_ref`, `text_ref`) VALUES (SiO 44 0); INSERT INTO `ref` (`id_predmet`, `name_predmet`, `id_ref`, `name_ref`, `text_ref`) VALUES (PO 44 0), (AsO 44 0).

Типи і розподілу і концентрації міді вельми багато і раз;

нообразны. Ми можемо виділити шість головних типів, причому у основі бу;

дутий лежати такі гохимические положения:

1) легке відщеплення міді з магм на той пневматолиты еще.

при дифференцации основних порід і навіть то, можливо при ликвации уль;

траосновных;

2) при гидротермальном процесі головне осадження міді в геофазы.

прцессов G-H, тобто. близько 400−300 50 0;

3) в гипергенной обстановці фіксація міді переважно анионами.

(So 43 0); INSERT INTO `ref` (`id_predmet`, `name_predmet`, `id_ref`, `name_ref`, `text_ref`) VALUES (SiO 43 0) за загального великий міграційної здібності міді (особенно.

як легкорозчинного сульфата).

С.С. Смирнов характеризує міграцію так: «міграція міді тим более.

полегшується, що стоїть в рудах ставлення сірки до міді, ніж менш активна.

обстановка, ніж менш вологий клімат і що більш проникна рудна мас;

са " .

Розглянемо докладніше геохімічну міграцію элемента.

У гидротермах Cu мігрує у різних комплексів Cu 5+ 0и Cu 52+.

і концентрується на геохімічних бар'єри як халькопирита і дру;

гих сульфидов (меднопорфировые, медноколчеданные та інших. месторождения).

У поверхневих водах зазвичай міститься n*10 5−6 0г/л Cu, що соот;

ветствует коэффиценту водної міграції 0, n. Більшість Cu мигрирует.

з глинистыми частинками, які енергійно її адсорбируют. Наиболее.

енергійно мігрує в сернокислых водах зони окислення сульфідних руд,.

де утворюється легко розчинну CuSO 44 0. Зміст Cu в водах.

сягає n г/л, у тих ділянках родовищ виникають купоросные ручьи.

і озера.

Але така міграція нетривала: при нейтралізації кислых.

вод, на бар'єрі Д1 осождаются вторинні мінерали Cu, вона адсорбируется.

глинами, гидроксидами марганцю, гумусом, кремнеземом. Так образуется.

підвищений вміст міді у ґрунтах і континентальних відкладеннях ланд;

шафтов у тих ділянках родовищ. Мідь тут активно втягується в би;

ологический круговорот, з’являються рослини, обогощенные міддю, круп;

ные розміри набувають молюски та інші тварини з голубой.

кровью.Многие рослин та тварини погано переносять високі концентрации.

міді болеют.

Значно слабше міграція Cu в ландшафтах вологого клімату со.

слабокислыми водами. Мідь тут частково выщелачивется з грунтів. Из;

вестны хвороби тварин, а рослин, викликані недоліком міді. Осо;

бенно бідні Cu піски і трфянники, де ефективні мідні добрива и.

підгодівля животных.

Мідь енергійно мігрує й у шарових водах, звідки вона осаждается.

на відновлювальне сероводородном бар'єрі. Ці процеси особливо ха;

ракткрны для красноцветной формації, яких приурочені месторожде;

ния і рудопроявления типу «медистых пісковиків » .

_Основні типи генези найбільших месторождений.

1) У ультраосновных породах і наритах разом із пирротином і, следова;

тельно, в асоціації з нікелем, кобальтом, частково з палладієм. Обыч;

але халькопирит є останньою сульфидом у цій низці кристаллизации.

і отже приурочений переважно або до эндоконтактовым или.

навіть до экзаконтактовым зонам.

2) Виділення міді в пустотах мелафиров і загалом у основних эффузивах.

разом із циолитами на початку геофазы H.

3) Виділення піриту разом із халькопиритом з дериватів гранодиорито;

виття магми і що з ними альбитофиров. Колчиданные лінзи з цинком и.

золотом (наприклад Урал).

4) Медно-жильный комплекс у зв’язку з кислими гранітами, з выделением.

міді в геофазах G-H, між комплексами Au-W-B і B-Zn-F. До цього типу.

ставляться ивзрывные родовища міді в парфировых рудах й у вторич;

ных кварцитах. І тут цікава зв’язку з молебденом і бором. Ок;

варцевание з винесенням всіх катионів, очевидно, перегрітими гидролизиру;

ющими водами і еманаціями. Генетичний тип представляє величезний ин;

терес, але самий перебіг процесу залишається не ясним. Велике промышленное.

значення, попри низький вміст (1−2%)Cu.

5) Контактний тип кислих і гранодиоритовых магм звичайно під другу фазу.

коктактового процесу накопичення гранато-пироксенного скарна;медь.

зазвичай накапливется в геофазы G-H з молебденитом, пиритом, шеелитом,.

іноді гематитом серед магнитита більш ранньої кристалізації. Цей тип.

потроху завжди є у контактних магнетитах.

Дуже типовий для Срдней Азії (Тянь-Шань).

6) Дуже численна й своєрідна осадові скупчення міді в пес;

чаниках, сланцях, пісках, бітумінозних опадах. Дуже можливий за от;

ділових випадках билогический процес освіти (Мансфильд в Тюрин;

гии, пермские пісковики в Приуралля). Геохимически вивчений погано. Инте;

ресна зв’язку з молебденов, хромом, ванадій, що зумовлюють особливі руд;

ные концетрации. Іноді спостерігаються корелляция між Cu і З; однако,.

які завжди як і показали дослідження А. Д. Архангельского, наи;

великі концентрації міді викликані суто хімічними процессами.

Чотири типи колчеданных месторождений:

1. Родовища Кипорского і Уральського типа.

ставлення Pb: Zn:Cu — 1:10:50.

2. Рудно-Алтайский — 1:3:1.

3. Малий Кавказ — 1:5:10.

4. Курака — 1:4:1.

(схема будівлі колчеданного родовища див. рис 1).

До зонам хімічного выветривния ставляться медно-сульфидные место;

народження (будова зони окислення медно-сульфидных родовищ см.

рис 2).